Kādi ir četri fotoelektrisko sensoru veidi?

Vai esat kādreiz domājuši, kā rūpnīcas roboti “redz” garām traucošos produktus vai kā automātiskās durvis zina, ka jūs tuvojaties? Visticamāk, fotoelektriskie sensori, ko bieži sauc par “foto acīm”, ir neatzītie varoņi, kas to nodrošina. Šīs viedās ierīces izmanto gaismas starus, lai noteiktu objektus bez fiziska kontakta, veidojot mūsdienu automatizācijas mugurkaulu. Bet vai zinājāt, ka pastāv četri pamatveidi, katram ar savu superspēju? Apskatīsim tos sīkāk, lai jūs varētu saprast, kā tehnoloģijas veido mūsu automatizēto pasauli.

Core Quartet: Četri veidi, kā gaisma uztver jūsu pasauli

Lai gan ir pieejamas specializētas variācijas, nozares eksperti konsekventi norāda uz četrām pamata fotoelektrisko sensoru tehnoloģijām. Pareizās tehnoloģijas izvēle lielā mērā ir atkarīga no jūsu lietojumprogrammas īpašajām vajadzībām — attāluma, objekta veida, vides un nepieciešamās precizitātes.

1. Caurvades staru sensori: tālsatiksmes čempioni

• Kā tie darbojas: Iedomājieties bāku un novērošanas staciju. Šiem sensoriem iratsevišķas vienības: emitētājs, kas raida gaismas staru (bieži infrasarkano vai sarkano LED), un uztvērējs, kas novietots tieši pretī. Detekcijas notiek, kad objekts fiziskipārtraukumišis stars.
• Galvenās stiprās puses: Tiem ir vislielākie uztveršanas diapazoni (līdz pat 20 metriem vai vairāk), un tie piedāvā izcilu uzticamību un stabilitāti. Tā kā uztvērējs tieši redz izstarotāja gaismu, tos lielā mērā neietekmē objekta krāsa, forma vai virsmas apdare (spīdīga, matēta, caurspīdīga).
• Mīnusi: Uzstādīšanai nepieciešama precīza divu atsevišķu ierīču izlīdzināšana un abu elektroinstalācija, kas var būt sarežģītāk un dārgāk. Tās ir arī neaizsargātas, ja uz jebkuras lēcas uzkrājas netīrumi.
• Kur tos redzat: Lieliski piemēroti tālas darbības rādiusa noteikšanai uz konveijeriem, lielu mašīnu apsardzei, pārrautu vadu vai diegu pārbaudei un caur vārtiem ietošu objektu skaitīšanai. Tas garāžas durvju drošības stars, kas neļauj tiem aizvērties virs jūsu automašīnas? Klasisks caurejošs stars.

2. Atstarojošie sensori: vienas vienības alternatīva

• Kā tie darbojas: Šeit emitētājs un uztvērējs atrodas iekšātā pati vienībaSensors sūta gaismu uz īpašu atstarotāju (piemēram, augstas kvalitātes velosipēda atstarotāju), kas uzstādīts pretī. Atstarotājs atstaro gaismas staru tieši atpakaļ uz uztvērēju. Detekcijas process notiek, kad objekts pārtrauc šo atstaroto staru.
• Galvenās stiprās puses: Daudz vienkāršāka uzstādīšana un vadu pievienošana nekā caurvades staru kūlim, jo tā ir tikai viena ierīce vienā pusē (plus pasīvais atstarotājs). Piedāvā labus uztveršanas diapazonus, bieži vien ilgākus nekā difūzie tipi. Dažas specializētās versijas ir lieliski piemērotas caurspīdīgu objektu (piemēram, stikla vai plastmasas pudeļu) noteikšanai, izmantojot polarizētus gaismas filtrus, lai ignorētu nejaušus atstarojumus.
• Mīnusi: Lai nodrošinātu drošu darbību, atstarotājs ir jāuztur tīrs. Darbību var ietekmēt ļoti atstarojoši fona objekti, kas potenciāli atstaro gaismu. Uztveršanas diapazons parasti ir mazāks nekā caurlaidīgajam staram.
• Kur tos var redzēt: plaši izmanto iepakošanas līnijās, materiālu apstrādē, transportlīdzekļu vai cilvēku noteikšanā piekļuves punktos un caurspīdīgu konteineru klātbūtnes pārbaudē ražošanas līnijās.

3. Difūzie (tuvuma) sensori: kompaktie darba zirgi

• Kā tie darbojas: Raidītājs un Uztvērējs atkal atrodas vienātā pati vienībaSensors neizmanto atstarotāju, bet gan paļaujas uz pašu mērķa objektu, lai atstarotu gaismu atpakaļ uz uztvērēju. Sensors nosaka objektu, pamatojoties uz šīs atstarotās gaismas intensitāti.
• Galvenās stiprās puses: Vienkāršākā uzstādīšana — tikai viena ierīce jāuzstāda un jāpieslēdz pieslēgšanai. Kompaktais izmērs padara tos ideāli piemērotus šaurām vietām. Pretējā pusē nav nepieciešams atstarotājs.
• Mīnusi: Uztveršanas diapazons ir īsāks nekā gan caurvades, gan atstarojošajiem stariem. Veiktspēja ir ļoti atkarīga no objekta krāsas, izmēra, tekstūras un atstarošanas spējas. Tumšs, matēts objekts atstaro daudz mazāk gaismas nekā spilgts, spīdīgs objekts, padarot noteikšanu mazāk uzticamu maksimālajā nominālajā attālumā. Fona objekti var izraisīt arī viltus aktivizēšanu.
• Kur tos redzat: Īpaši bieži neliela darbības rādiusa noteikšanas uzdevumos: detaļu klātbūtnes noteikšanai montāžas līnijās, pudeļu korķu noteikšanai, kaudzes augstuma uzraudzībai un konteineru līmeņa noteikšanai. Iedomājieties tirdzniecības automātu, kas uztver jūsu roku izsniegšanas zonas tuvumā.

4. Fona slāpēšanas (BGS) sensori: mērķtiecīgi eksperti

• Kā tie darbojas: Difūzā sensora izsmalcināta evolūcija, kas arī ievietota vienā ierīcē. BGS sensori nevis tikai mēra atstarotās gaismas intensitāti, bet gan nosaka attālumu līdz objektam, izmantojot triangulācijas vai lidojuma laika principus. Tie ir precīzi kalibrēti, lai noteiktu objektus tikai noteiktā, iepriekš iestatītā attāluma diapazonā, efektīvi ignorējot visu, kas atrodas ārpus tā (fonu).
• Galvenās stiprās puses: Neietekmē fona objekti – to lielākā priekšrocība. Daudz mazāk jutīgi pret mērķa objekta krāsu un atstarošanas spēju salīdzinājumā ar standarta difūzajiem sensoriem. Nodrošina ļoti uzticamu objektu noteikšanu precīzā attālumā.
• Mīnusi: Parasti tiem ir īsāks maksimālais diapazons nekā standarta difūzajiem sensoriem. Parasti tie ir dārgāki nekā pamata difūzie sensori.
• Kur tos redzat: Tie ir nepieciešami objektu noteikšanai uz sarežģīta vai atstarojoša fona, tumšu vai melnu objektu (piemēram, riepu) uzticamai uztveršanai, konteineru uzpildes līmeņa pārbaudei neatkarīgi no satura krāsas un precīzas pozicionēšanas nodrošināšanai, ja fona traucējumi rada problēmas. Izšķiroši svarīgi automobiļu montāžas līnijās un pārtikas iepakojumā.

Vairāk nekā tikai pamati: specializētu vajadzību apmierināšana

Lai gan četri galvenie sensori veic lielāko daļu darbu, inženieri ir izstrādājuši specializētus sensorus unikāliem izaicinājumiem:

• Optiskās šķiedras sensori: izmantojiet elastīgus optiskās šķiedras kabeļus, kas savienoti ar centrālo pastiprinātāju. Ideāli piemērots īpaši šaurām telpām, vidē ar augstu temperatūru vai zonām ar augstu elektrisko troksni.
• Krāsu un kontrasta sensori: nosaka noteiktas krāsas vai kontrasta atšķirības (piemēram, etiķetes uz iepakojuma), kas ir svarīgi kvalitātes kontrolei.
• Lāzera sensori: Nodrošina ļoti fokusētu staru ļoti mazu objektu noteikšanai vai precīzu attāluma mērījumu veikšanai.
• Caurspīdīgu objektu sensori: speciāli noregulēti atstarojošie tipi, kas īpaši paredzēti caurspīdīgu materiālu drošai noteikšanai.

Kāpēc fotoelektriskie sensori dominē automatizācijā

Šīs “ērgļa acis” piedāvā pārliecinošas priekšrocības: lielus uztveršanas diapazonus, bezkontakta darbību (bojājumu novēršana), ātru reakcijas laiku un izturību skarbos rūpnieciskos apstākļos. Tās ir būtiskas neskaitāmiem uzdevumiem dažādās nozarēs:

• Ražošana un iepakošana: detaļu noteikšana uz konveijeriem, produktu skaitīšana, uzpildes līmeņa pārbaude, etiķešu klātbūtnes pārbaude, robotizēto roku vadība.
• Pārtika un dzērieni: atbilstoša iepakojuma nodrošināšana, svešķermeņu noteikšana, ražošanas līnijas plūsmas uzraudzība.
• Farmācija: tablešu klātbūtnes pārbaude blisteriepakojumos, precīza flakonu uzpildes līmeņa pārbaude.
• Automobiļu rūpniecība: precīza detaļu pozicionēšana montāžas robotiem, komponentu verifikācija, drošības gaismas aizkari.
• Loģistika un materiālu apstrāde: konveijera lentu vadība, palešu noteikšana, noliktavu automatizācija.
• Ēku automatizācija: automātiskās durvis, liftu pozicionēšana, drošības sistēmas.

Nākotne ir gaiša (un gudra)

Fotoelektrisko sensoru tirgus piedzīvo strauju izaugsmi, un tiek prognozēts, ka līdz 2030. gadam tas sasniegs 3,01 miljardu ASV dolāru, pieaugot par 6,6 % gadā vai pat 4,37 miljardus ASV dolāru līdz 2033. gadam ar 9 % salikto gada pieauguma tempu. Šo izaugsmi veicina neatlaidīgā virzība uz automatizāciju, 4. rūpniecību un viedajām rūpnīcām.

Nākamais vilnis ietver sensoru kļūšanu viedākiem un savienotākiem. Meklējiet tādus uzlabojumus kā IO-Link savienojamība vienkāršākai iestatīšanai un datu apmaiņai, integrācija ar lietu interneta platformām paredzamajai apkopei un pat nanomateriālu izmantošana, lai uzlabotu jutību un jaunas iespējas. Mēs ieejam "Sensoru tehnoloģijas 4.0" laikmetā, kur šīs fundamentālās sensorierīces kļūst par inteliģentiem datu punktiem savstarpēji savienotās sistēmās.

Pareizās “acs” izvēle darbam

Izpratne par šiem četriem pamatveidiem — caurvades staru, atstarojošo, difūzo un fona slāpēšanas — ir pirmais solis fotoelektriskās uztveršanas spēka izmantošanā. Apsveriet objektu, attālumu, vidi un iespējamos fona traucējumus. Ja rodas šaubas, konsultēšanās ar sensoru ražotājiem vai automatizācijas speciālistiem var palīdzēt noteikt optimālo tehnoloģiju jūsu konkrētajam pielietojumam, nodrošinot, ka jūsu automatizācija darbojas nevainojami un efektīvi. Izpētiet iespējas; pareizais sensors var izgaismot ceļu uz lielāku produktivitāti.